CN106953943B - 适用于交换机通信的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种适用于交换机通信的方法及装置。该方法包括：接收虚拟机或容器发送的请求信息；根据MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址；根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址；记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系。本发明实施例通过网关设备存储Vendor ID和子网地址的对应关系，根据该对应关系即可确定每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，并不需要网关设备存储每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，节省了网关设备的ARP表项的空间，增大了通过该网关设备可组建的网络规模。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种适用于交换机通信的方法及装置。
背景技术
现有技术中，随着服务器集群规模的增大，以及虚拟化颗粒度的变小，现有的一台服务器上可虚拟化出多台虚拟机或者容器。
假设节点1下面包括100个叶子节点，每个叶子节点下面可挂有48个服务器，每个服务器可虚拟化为100个虚拟机或容器，则节点1下面可有48*100*100＝480K个虚拟机或者容器，由于每个虚拟机或容器在与其他网元或者设备通信时需要一个MAC地址和一个IP地址，则节点1需存储有480K个MAC地址和IP地址的对应关系。
若节点1是一个网关设备，则需要网关设备支持480K的地址解析协议(AddressResolution Protocol，简称ARP)表项空间，但是现有技术中的网关设备的ARP表项并没有这么大的空间，该网关设备实际连接的虚拟机或者容器的个数远比480K小，导致通过该网关设备可组建的网络规模较小。
发明内容
本发明实施例提供一种适用于交换机通信的方法及装置，以节省网关设备的ARP表项的空间，增大通过该网关设备可组建的网络规模。
本发明实施例的一个方面是提供一种适用于交换机通信的方法，包括：
接收虚拟机或容器发送的请求信息，所述请求信息用于申请获得IP地址，所述请求信息包括所述虚拟机或容器的MAC地址；
根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址；
根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址；
记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系。
本发明实施例的另一个方面是提供一种适用于交换机通信的装置，包括：
接收模块，用于接收虚拟机或容器发送的请求信息，所述请求信息用于申请获得IP地址，所述请求信息包括所述虚拟机或容器的MAC地址；
确定模块，用于根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址；根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址；
记录模块，用于记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系。
本发明实施例提供的适用于交换机通信的方法及装置，通过网关设备接收到虚拟机或容器发送的DHCP请求后，根据DHCP请求获取该虚拟机或容器的MAC地址，根据该MAC地址中的Vendor ID，确定该虚拟机或容器所属的子网段的子网地址，根据MAC地址中除Vendor ID的部分，确定该虚拟机或容器的主机地址，根据子网地址和主机地址，确定给该虚拟机或容器分配的IP地址，同时存储Vendor ID和子网地址的对应关系，根据该对应关系即可确定每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，并不需要网关设备存储每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，节省了网关设备的ARP表项的空间，增大了通过该网关设备可组建的网络规模。
附图说明
图1为本发明实施例提供的适用于交换机通信的方法流程图；
图1A为本发明实施例提供的适用于交换机通信的方法适用的网络结构图；
图2为本发明另一实施例提供的适用于交换机通信的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的适用于交换机通信的装置的结构图；
图4为本发明另一实施例提供的适用于交换机通信的装置的结构图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的适用于交换机通信的方法流程图；图1A为本发明实施例提供的适用于交换机通信的方法适用的网络结构图。本发明实施例针对现有技术中的网关设备的ARP表项并没有这么大的空间，该网关设备实际连接的虚拟机或者容器的个数远比480K小，导致通过该网关设备可组建的网络规模较小，提供了适用于交换机通信的方法，该方法具体包括步骤如下：
步骤S101、接收虚拟机或容器发送的请求信息，所述请求信息用于申请获得IP地址，所述请求信息包括所述虚拟机或容器的MAC地址。
本实施例的执行主体可以是网关设备，也可以是动态主机配置协议(DynamicHost Configuration Protocol，简称DHCP)服务器，本实施例以网关设备为例，如图1A所示网关设备(节点1)下面包括多个叶子节点，每个叶子节点下面可挂有多个服务器，每个服务器可虚拟化为多个虚拟机或容器，虚拟机或容器启动时，向网关设备发送请求信息，该请求信息具体可以是DHCP请求，该DHCP请求表示虚拟机或容器请求网关设备给该虚拟机或容器分配一个IP地址，该DHCP请求中包括所述虚拟机或容器的MAC地址，本实施例中，假设虚拟机或容器的MAC地址的具体形式为Vendor ID(3字节)+XX XX XX。比如VMware生成的虚拟机的MAC地址为00:50:56:XX:XX:XX。另外，DHCP请求的Ethernet报头中的源地址具体为该虚拟机或者容器的MAC地址。
步骤S102、根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址。
网关设备根据该虚拟机或者容器的MAC地址中除Vendor ID的部分即XX XX XX，确定该虚拟机或者容器的主机地址，在本实施例中，该虚拟机或者容器的IP地址由子网地址和主机地址构成，例如，IP地址192.168.1.1，对应的子网掩码是255.255.0.0，则IP地址192.168.1.1对应的子网地址是192.168.0.0，主机地址是1.1。
网关设备可通过预设的转换函数将该虚拟机或者容器的MAC地址中除Vendor ID的部分即XX XX XX，转换为该虚拟机或者容器的IP地址的主机地址例如IP地址的后2个字节xx xx。例如，Subnet+F(XX XX XX)＝IPvm，其中Subnet为该虚拟机或者容器所在的子网地址，比如192.168.0.0子网，F为任意一种特定的转换函数。在本例中F函数将MAC地址的后3个字节(24位)计算得到IP地址的后2个字节xx xx。这样计算得的2个字节xx，xx来组成IP地址为192.168.xx.xx。
步骤S103、根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址。
网关设备根据该虚拟机或容器所属的子网的子网地址例如192.168.0.0，以及该虚拟机或容器的IP地址的后2个字节xx xx，构成该虚拟机或容器的IP地址192.168.xx.xx。
另外，该虚拟机或容器所属的子网的子网地址可以由网关设备确定，也可以根据网关设备中预先存储的子网地址和Vendor ID的对应关系确定，例如当网关设备接收到DHCP请求后，根据DHCP请求获取该虚拟机或容器的MAC地址，根据该MAC地址中的VendorID，确定该Vendor ID对应的子网地址。
步骤S104、记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系。
网关设备记录该虚拟机或容器的MAC地址中的Vendor ID和该虚拟机或容器所属的子网段的子网地址的对应关系。
本实施例通过网关设备接收到虚拟机或容器发送的DHCP请求后，根据DHCP请求获取该虚拟机或容器的MAC地址，根据该MAC地址中的Vendor ID，确定该虚拟机或容器所属的子网段的子网地址，根据MAC地址中除Vendor ID的部分，确定该虚拟机或容器的主机地址，根据子网地址和主机地址，确定给该虚拟机或容器分配的IP地址，同时存储Vendor ID和子网地址的对应关系，根据该对应关系即可确定每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，并不需要网关设备存储每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，节省了网关设备的ARP表项的空间，增大了通过该网关设备可组建的网络规模。
图2为本发明另一实施例提供的适用于交换机通信的方法流程图。在图1的基础上，在步骤S104之后，本实施例还包括如下步骤：
步骤S201、接收待转发的报文，所述报文包括目标设备的IP地址。
步骤S202、确定所述目标设备的IP地址中的子网地址和主机地址。
当网关设备从外网接收到一个报文时，网关设备需要将该报文转发给其下属的目标设备即虚拟机或容器，该报文中包括虚拟机或容器的IP地址，网关设备根据该IP地址，确定出其包括的子网地址和主机地址，假设该IP地址为192.168.1.1，其中，子网地址为192.168.0.0，主机地址为1.1。
步骤S203、根据所述目标设备的IP地址中的主机地址，确定所述目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分。
网关设备根据主机地址1.1，确定出目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分例如XX XX XX，确定的方法可以是根据上述实施例所述的转换函数进行反向计算。
步骤S204、根据所述目标设备的IP地址中的子网地址，确定所述目标设备的MAC地址中的Vendor ID。
根据步骤S104可知，网关设备中存储有Vendor ID和子网地址的对应关系，则网关设备可根据目标设备的IP地址中的子网地址，确定该目标设备的MAC地址中的Vendor ID。
步骤S205、根据所述目标设备的MAC地址中的Vendor ID和所述目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分，确定所述目标设备的MAC地址。
网关设备根据步骤S204中确定的目标设备的MAC地址中的Vendor ID，以及步骤S203中确定的目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分例如XX XX XX，即可获得目标设备的MAC地址Vendor ID+XX XX XX。
步骤S206、根据所述目标设备的MAC地址，将所述待转发的报文发送给所述目标设备。
网关设备根据该目标设备的MAC地址Vendor ID+XX XX XX，即可将待转发的报文发送给所述目标设备即属于该网关设备的虚拟机或容器。
本实施例通过网关设备根据Vendor ID和子网地址的对应关系，确定待转发的报文包括的目标设备的IP地址对应的MAC地址，根据MAC地址，将待转发的报文发送给目标设备，实现了网关设备的报文转发功能，实现了通过该网关设备组建的网络的正常通信。
另外，在上述任一实施例的基础上，网关设备还可以进一步存储有Vendor ID、子网地址和转换函数的对应关系，例如表1所示：
表1
| 子网1 | Vendor ID 1 | f1 |
| 子网2 | Vendor ID 2 | f2 |
| … | … | … |
| 子网n | Vendor ID n | fn |
其中，Vendor ID(3字节)具体可以根据不同的子网段确定，可选的，每个子网段对应一个Vendor ID，例如子网1对应Vendor ID 1，子网2对应Vendor ID 2；且每个子网段对应的转换函数不同，例如，f1、f2…fn可以是不同的转换函数。
另外，根据步骤S102和步骤S103确定虚拟机或容器的MAC地址和IP地址的对应关系时，有可能两个不同的MAC地址最后经过计算得到的IP地址是相同的，这种情况的IP地址中，一个IP地址需要通过制定指定IP地址的方法来避免，而另一个依旧是通过计算得到。这样就避免了IP地址冲突。并且这些特殊情况，需要在网关设备的ARP表中单独记录。
可选的，将网关设备的ARP表分为两部分，一部分是查询区(特殊的直接指定的IP)，还一部分是计算区(通过计算得到的)。网关设备收到报文的时候，为了找到接收方的MAC地址，先在查询区进行查询，如果查询失败，说明不是特殊指定的IP，然后则在计算区根据报文的IP地址，子网，Vendor ID和F计算出接收方的MAC地址。
查询区如表2所示：
表2
| IP1 | MAC1 |
| IP2 | MAC2 |
| IPn | MACn |
计算区具体如上述表1所示。
本实施例通过将网关设备的ARP表分为两部分，一部分是查询区(特殊的直接指定的IP)，还一部分是计算区(通过计算得到的)，当两个不同的MAC地址最后经过计算得到的IP地址相同时，一个IP地址需要通过制定指定IP地址的方法来避免，而另一个依旧是通过计算得到，从而避免了IP地址冲突。
图3为本发明实施例提供的适用于交换机通信的装置的结构图。本发明实施例提供的适用于交换机通信的装置可以执行适用于交换机通信的方法实施例提供的处理流程，如图3所示，适用于交换机通信的装置30包括接收模块31、确定模块32、记录模块33，其中，接收模块31用于接收虚拟机或容器发送的请求信息，所述请求信息用于申请获得IP地址，所述请求信息包括所述虚拟机或容器的MAC地址；确定模块32用于根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址；根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址；记录模块33用于记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系。
本发明实施例通过网关设备接收到虚拟机或容器发送的DHCP请求后，根据DHCP请求获取该虚拟机或容器的MAC地址，根据该MAC地址中的Vendor ID，确定该虚拟机或容器所属的子网段的子网地址，根据MAC地址中除Vendor ID的部分，确定该虚拟机或容器的主机地址，根据子网地址和主机地址，确定给该虚拟机或容器分配的IP地址，同时存储VendorID和子网地址的对应关系，根据该对应关系即可确定每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，并不需要网关设备存储每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，节省了网关设备的ARP表项的空间，增大了通过该网关设备可组建的网络规模。
图4为本发明另一实施例提供的适用于交换机通信的装置的结构图。在图3的基础上，接收模块31还用于接收待转发的报文，所述报文包括目标设备的IP地址；确定模块32还用于确定所述目标设备的IP地址中的子网地址和主机地址；根据所述目标设备的IP地址中的主机地址，确定所述目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分；根据所述目标设备的IP地址中的子网地址，确定所述目标设备的MAC地址中的Vendor ID；根据所述目标设备的MAC地址中的Vendor ID和所述目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分，确定所述目标设备的MAC地址。
适用于交换机通信的装置30还包括：发送模块34，发送模块34用于根据所述目标设备的MAC地址，将所述待转发的报文发送给所述目标设备。
另外，确定模块32具体用于根据所述MAC地址中的后3个字节，通过预设的转换函数，确定所述虚拟机或容器的主机地址。
所述对应关系还包括所述转换函数；不同的子网地址对应的转换函数不同。
记录模块33还用于若根据两个不同的MAC地址分别确定的所述虚拟机或容器的IP地址相同，则记录所述两个不同的MAC地址中一个MAC地址和所述IP地址的对应关系。
在上述实施例的基础上，生成模块31还用于生成所述NDM文件对应的、用于供所述接收设备确定所述NDM文件的有效期限的有效性信息。
本发明实施例提供的适用于交换机通信的装置可以具体用于执行上述图1所提供的方法实施例，具体功能此处不再赘述。
本发明实施例通过网关设备根据Vendor ID和子网地址的对应关系，确定待转发的报文包括的目标设备的IP地址对应的MAC地址，根据MAC地址，将待转发的报文发送给目标设备，实现了网关设备的报文转发功能，实现了通过该网关设备组建的网络的正常通信。
综上所述，本发明实施例通过网关设备接收到虚拟机或容器发送的DHCP请求后，根据DHCP请求获取该虚拟机或容器的MAC地址，根据该MAC地址中的Vendor ID，确定该虚拟机或容器所属的子网段的子网地址，根据MAC地址中除Vendor ID的部分，确定该虚拟机或容器的主机地址，根据子网地址和主机地址，确定给该虚拟机或容器分配的IP地址，同时存储Vendor ID和子网地址的对应关系，根据该对应关系即可确定每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，并不需要网关设备存储每个虚拟机或容器的MAC地址与IP地址的对应关系，节省了网关设备的ARP表项的空间，增大了通过该网关设备可组建的网络规模；通过网关设备根据Vendor ID和子网地址的对应关系，确定待转发的报文包括的目标设备的IP地址对应的MAC地址，根据MAC地址，将待转发的报文发送给目标设备，实现了网关设备的报文转发功能，实现了通过该网关设备组建的网络的正常通信。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种适用于交换机通信的方法，其特征在于，包括：
接收虚拟机或容器发送的请求信息，所述请求信息用于申请获得IP地址，所述请求信息包括所述虚拟机或容器的MAC地址；
根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址；
根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址；
记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系；
其中，所述根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址，包括：
根据所述MAC地址中的后3个字节，通过预设的转换函数，确定所述虚拟机或容器的主机地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系之后，还包括：
接收待转发的报文，所述报文包括目标设备的IP地址；
确定所述目标设备的IP地址中的子网地址和主机地址；
根据所述目标设备的IP地址中的主机地址，确定所述目标设备的MAC地址中除VendorID之外的部分；
根据所述目标设备的IP地址中的子网地址，确定所述目标设备的MAC地址中的VendorID；
根据所述目标设备的MAC地址中的Vendor ID和所述目标设备的MAC地址中除VendorID之外的部分，确定所述目标设备的MAC地址；
根据所述目标设备的MAC地址，将所述待转发的报文发送给所述目标设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对应关系还包括所述转换函数；
不同的子网地址对应的转换函数不同。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址之后，还包括：
若根据两个不同的MAC地址分别确定的所述虚拟机或容器的IP地址相同，则记录所述两个不同的MAC地址中一个MAC地址和所述IP地址的对应关系。
5.一种适用于交换机通信的装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收虚拟机或容器发送的请求信息，所述请求信息用于申请获得IP地址，所述请求信息包括所述虚拟机或容器的MAC地址；
确定模块，用于根据所述MAC地址中除Vendor ID的部分，确定所述虚拟机或容器的主机地址；根据所述虚拟机或容器所属的子网的子网地址和所述主机地址，确定所述虚拟机或容器的IP地址；
记录模块，用于记录所述Vendor ID和所述子网地址的对应关系；
其中，所述确定模块具体用于根据所述MAC地址中的后3个字节，通过预设的转换函数，确定所述虚拟机或容器的主机地址。
6.根据权利要求5所述的适用于交换机通信的装置，其特征在于，所述接收模块还用于接收待转发的报文，所述报文包括目标设备的IP地址；
所述确定模块还用于确定所述目标设备的IP地址中的子网地址和主机地址；根据所述目标设备的IP地址中的主机地址，确定所述目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分；根据所述目标设备的IP地址中的子网地址，确定所述目标设备的MAC地址中的VendorID；根据所述目标设备的MAC地址中的Vendor ID和所述目标设备的MAC地址中除Vendor ID之外的部分，确定所述目标设备的MAC地址；
所述适用于交换机通信的装置，还包括：
发送模块，用于根据所述目标设备的MAC地址，将所述待转发的报文发送给所述目标设备。
7.根据权利要求5所述的适用于交换机通信的装置，其特征在于，所述对应关系还包括所述转换函数；
不同的子网地址对应的转换函数不同。
8.根据权利要求6所述的适用于交换机通信的装置，其特征在于，所述记录模块还用于若根据两个不同的MAC地址分别确定的所述虚拟机或容器的IP地址相同，则记录所述两个不同的MAC地址中一个MAC地址和所述IP地址的对应关系。
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